一种核电厂应急电源系统以及供电控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种核电厂应急电源系统以及供电控制方法，用于在丧失现有应急电源时为核电厂重要设备提供电力,系统包括：用于控制检测单元实时检测现有应急电源的工作状态的控制器,用于在严重事故工况时向控制器提供电源的风光储能系统；用于根据控制器的发电控制指令执行蓄水储能发电的蓄水储能系统；在接收到现有应急电源处于无效工作状态下,控制蓄水储能系统发电,蓄水储能系统将发出的电能输送至所述核电厂重要设备，同时控制将排出的水作为备用冷却水通过注水回路对堆芯热量进行冷却。本发明专利技术作为核电厂应急电源，与柴油机作为应急电源的方案相比，经济性较好，便于检修、试验、维修；提升核电厂整体安全指标的同时兼备经济性。

A Nuclear Power Plant Emergency Power Supply System and Power Supply Control Method

The invention provides an emergency power supply system and a power supply control method for nuclear power plant, which is used to provide power for important equipment of nuclear power plant when the existing emergency power supply is lost. The system includes a controller for controlling the detection unit to detect the working state of the existing emergency power supply in real time, a wind and solar energy storage system for supplying power to the controller in case of serious accident, and a controller according to the controller. The power generation control command executes the water storage and energy storage system for power generation by water storage. When receiving the existing emergency power supply in an invalid working state, the water storage and energy storage system controls the power generation by water storage and energy storage system, which transfers the electricity generated to the important equipment of the nuclear power plant, and at the same time controls the discharge of water as standby cooling water to cool the core heat through the water injection loop. Compared with the scheme of diesel engine as emergency power supply, the present invention has better economy and is convenient for maintenance, test and maintenance, and improves the overall safety index of nuclear power plant as well as economy.

【技术实现步骤摘要】
一种核电厂应急电源系统以及供电控制方法
本专利技术涉及核安全
，为核电厂提供支持安全功能的应急电源，可在核电厂丧失正常及备用电源时，为核电厂安全功能提供必要的电力支持，必要时可作为防止堆熔的应急冷却水源，尤其涉及一种核电厂应急电源系统以及供电控制方法。
技术介绍
核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电，它是实现低碳发电的一种重要方式，是一种绿色能源。但是核能发电对核电厂安全系统可靠性要求很高，目前核电厂非正常工况下通常依靠切换备用电源、应急柴油发电机(EDG)、SBO柴油发电机、2小时蓄电池、12(24或更高)小时蓄电池、移动柴油发电机等手段在非正常工况下为核电厂提供电源，从而提升核电厂安全可靠性。但是，柴油发电机及蓄电池存在闲置率高、维护费用高、定期试验费用贵、鉴定费用及造价高等缺陷，并且应对洪水、海啸及外部突发事件响应能力较弱，因此为核电厂应对非正常工况提供可靠性高、经济性好的安全系统方案十分必要。现有技术中，核电厂厂内主要电源系统包括单元电源系统、常备电源系统和应急电源系统。单元电源系统主要来自主发电机或厂外主电源倒送电。常备电源系统主要来自厂外备用电源。应急电源系统主要来自厂内蓄电池、应急柴油发电机、SBO柴油发电机或移动柴油发电机等。核电厂现有应急配电系统主要存在以下缺陷：设备需求较多，调试检修维护费用高，柴油发电机策略应对洪水、海啸能力较弱，特定工况下负荷较多时对柴油发电机及蓄电池容量要求较高。柴油发电机设备运行\检修\测试\维护较复杂，需预热、润滑等措施。应急柴油发电机及SBO柴油发电机及其储油罐需要单独占用厂房空间。蓄电池组无法满足大功率安全设备的动力电供应需求，并且对于小功率用电设备供电时间有限。所以急需寻求一种更加安全可靠且经济的备用电源系统。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中所存在的成本高以及安全性差的问题，提供了一种在核电厂丧失正常及备用电源时，为核电厂安全功能提供必要的电力支持，并作为防止堆熔的应急冷却水源的核电厂应急电源系统以及供电控制方法。本专利技术就上述技术问题而提出的技术方案如下：一种核电厂应急电源系统,用于在丧失现有应急电源时为核电厂重要设备提供电力,所述系统包括：用于控制所述检测单元实时检测现有应急电源的工作状态的控制器,用于在严重事故工况时向所述控制器提供电源的风光储能系统；用于根据控制器的发电控制指令执行蓄水储能发电的蓄水储能系统；所述控制器还用于在接收到现有应急电源处于无效工作状态下,控制所述蓄水储能系统发电,所述蓄水储能系统将发出的电能输送至所述核电厂重要设备。其中，所述风光储能系统包括风力发电机、太阳能电池板、第一输电回路和蓄电池,所述蓄电池通过第一输电回路分别与风力发电机和太阳能电池板连接,所述风力发电机和太阳能电池板用于在白天和黑夜同时发电为所述蓄电池储能；所述蓄电池，与所述控制器连接，用于在严重事故工况时、现有应急电源丧失情况下,为所述控制器提供电源；所述蓄水储能系统包括与所述控制器连接的蓄水储能发电执行单元、与所述蓄水储能发电执行单元连接的蓄水储能发电机、以及与所述蓄水储能发电机连接的第二输电回路；所述蓄水储能发电执行单元用于接收所述控制器的发电控制指令,启动所述蓄水储能发电机；所述蓄水储能发电机,用于将发出的电能通过所述第二输电回路输送至所述核电厂重要设备。其中，所述蓄水储能发电执行单元包括位于所述蓄水储能发电机上游的第一阀门，和位于所述蓄水储能发电机下游的第二阀门和第三阀门，所述控制器用于分别控制打开所述蓄水储能发电机上下游对应的阀门，通过两条流通路径中的至少一个路径将所述蓄水储能发电机流出的水排出。其中，所述蓄水储能系统还包括蓄水槽和若干输水管道；所述蓄水储能发电执行单元包括分别通过对应的输水管道连接在所述蓄水槽和蓄水储能发电机之间的所述第一阀门、连接在所述蓄水储能发电机和注水回路之间的所述第二阀门、以及连接在所述蓄水储能发电机和排水回路之间的所述第三阀门；所述控制器还用于在接收到在严重事故工况、现有应急电源处于无效工作状态信号时，打开第一阀门和第一流通路径上的第二阀门,通过控制所述第一阀门的打开使所述蓄水槽中输送至蓄水储能发电机，同时控制打开第二阀门将排出的水作为备用冷却水通过注水回路对堆芯热量进行冷却；所述控制器还用于当堆芯不需要冷却情况下,控制打开第二流通路径上的第三阀门,维持所述蓄水储能发电机发电。其中，所述控制器还用于实时检测堆芯的实际温度信号,若判断实际温度在阈值范围之下,控制关闭所述第二阀门，同时所述打开第三阀门，将流过所述蓄水储能发电机的水通过排水回路排出。其中，所述风光储能系统的蓄电池还用于在严重事故工况时、现有应急电源处于无效工作状态下向核电厂直流电源系统提供直流电源；现有应急电源包括柴油发电机，蓄电池组和厂外电源，现有应急电源的检测单元用于对所述柴油发电机、蓄电池组和厂外电源进行检测，在严重事故工况时、并且所述柴油发电机、蓄电池组和厂外电源都失去供电时，向所述控制器发送检测信号，通过所述控制器启动蓄水储能系统的发电。其中，还包括塔体,所述塔体包括顶层、底层和位于所述底层和底层的中间层，所述风力发电机和太阳能电池板位于所述顶层，位于中间层的蓄电池包括第一蓄电池和第二蓄电池，第一蓄电池和第二蓄电池通过第一输电回路分别电连接至风力发电机和太阳能电池；位于顶层的蓄水槽上还设置有用于检测其内水位高低的水位检测仪，所述水位检测仪连接至所述控制器，用于在检测到蓄水槽内水位低于预设值时，通过所述控制器控制核电厂内部电力系统将冷却水通过水泵传输至所述蓄水槽内。另一方面，本专利技术还提供了一种核电厂应急电源系统的供电控制方法，包括如下步骤：S1、现有应急电源的检测单元实时检测柴油发电机、蓄电池组和厂外电源的工作状态，在严重事故工况时、并且所述柴油发电机、蓄电池组和厂外电源都失去供电时，向控制器发送失电检测信号；S2、风光储能系统为所述控制器提供电源，控制器发出发电控制指令启动蓄水储能系统进行发电，将发出的电能输送至所述核电厂重要设备，同时将蓄水储能系统内排出的水作为备用冷却水通过注水回路对堆芯热量进行冷却。其中，所述步骤S2进一步包括：S21、现有应急电源处于无效工作状态下，控制器控制打开第一阀门，通过第一输水管道和第二输水管道使所述蓄水槽的水输送至蓄水储能发电机；S22、输送至蓄水储能发电机的水冲刷发电机内的水轮，将水的重力势能转化为电能，将发出的电能输送至核电厂重要设备；S23、控制器同时控制打开第二阀门，将流过所述蓄水储能发电机内水作为备用冷却水通过第二输水管道对堆芯热量进行冷却；S24、实时检测堆芯的实际温度信号,若判断实际温度在阈值范围之下,控制关闭所述第二阀门，同时所述打开第三阀门，将流过所述蓄水储能发电机的水通过排水回路排出。其中，所述步骤S2进一步包括：S21’、现有应急电源处于无效工作状态下，控制器控制打开第一阀门，通过第一输水管道和第二输水管道使所述蓄水槽的水输送至蓄水储能发电机；S22’、输送至蓄水储能发电机的水冲刷发电机内的水轮，将水的重力势能转化为电能，将发出的电能输送至核电厂重要设备；S23’、控制器同时控制打开第二阀门和第三阀门，将部分流过所述蓄水储能发电机内水作为备用冷却水通过第二输水管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核电厂应急电源系统,用于在丧失现有应急电源时为核电厂重要设备提供电力,其特征在于，所述系统包括：控制器,连接现有应急电源的检测单元,用于控制所述检测单元实时检测现有应急电源的工作状态；风光储能系统,连接所述控制器,用于在严重事故工况时向所述控制器提供电源；蓄水储能系统,分别连接所述控制器和核电厂重要设备,用于根据控制器的发电控制指令执行蓄水储能发电；所述控制器还用于在接收到现有应急电源处于无效工作状态下,控制所述蓄水储能系统发电,所述蓄水储能系统将发出的电能输送至所述核电厂重要设备。

【技术特征摘要】
1.一种核电厂应急电源系统,用于在丧失现有应急电源时为核电厂重要设备提供电力,其特征在于，所述系统包括：控制器,连接现有应急电源的检测单元,用于控制所述检测单元实时检测现有应急电源的工作状态；风光储能系统,连接所述控制器,用于在严重事故工况时向所述控制器提供电源；蓄水储能系统,分别连接所述控制器和核电厂重要设备,用于根据控制器的发电控制指令执行蓄水储能发电；所述控制器还用于在接收到现有应急电源处于无效工作状态下,控制所述蓄水储能系统发电,所述蓄水储能系统将发出的电能输送至所述核电厂重要设备。2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述风光储能系统包括风力发电机、太阳能电池板、第一输电回路和蓄电池,所述蓄电池通过第一输电回路分别与风力发电机和太阳能电池板连接,所述风力发电机和太阳能电池板用于在白天和黑夜同时发电为所述蓄电池储能；所述蓄电池，与所述控制器连接，用于在严重事故工况时、现有应急电源丧失情况下,为所述控制器提供电源；所述蓄水储能系统包括与所述控制器连接的蓄水储能发电执行单元、与所述蓄水储能发电执行单元连接的蓄水储能发电机、以及与所述蓄水储能发电机连接的第二输电回路；所述蓄水储能发电执行单元用于接收所述控制器的发电控制指令,启动所述蓄水储能发电机；所述蓄水储能发电机,用于将发出的电能通过所述第二输电回路输送至所述核电厂重要设备。3.根据权利要求2所述系统，其特征在于，所述蓄水储能发电执行单元包括位于所述蓄水储能发电机上游的第一阀门，和位于所述蓄水储能发电机下游的第二阀门和第三阀门，所述控制器用于分别控制打开所述蓄水储能发电机上下游对应的阀门，通过两条流通路径中的至少一个路径将所述蓄水储能发电机流出的水排出。4.根据权利要求3所述系统，其特征在于，所述蓄水储能系统还包括蓄水槽和若干输水管道；所述蓄水储能发电执行单元包括分别通过对应的输水管道连接在所述蓄水槽和蓄水储能发电机之间的所述第一阀门、连接在所述蓄水储能发电机和注水回路之间的所述第二阀门、以及连接在所述蓄水储能发电机和排水回路之间的所述第三阀门；所述控制器还用于在接收到在严重事故工况、现有应急电源处于无效工作状态信号时，打开第一阀门和第一流通路径上的第二阀门,通过控制所述第一阀门的打开使所述蓄水槽中输送至蓄水储能发电机，同时控制打开第二阀门将排出的水作为备用冷却水通过注水回路对堆芯热量进行冷却；所述控制器还用于当堆芯不需要冷却情况下,控制打开第二流通路径上的第三阀门,维持所述蓄水储能发电机发电。5.根据权利要求4所述系统，其特征在于，所述控制器还用于实时检测堆芯的实际温度信号,若判断实际温度在阈值范围之下,控制关闭所述第二阀门，同时所述打开第三阀门，将流过所述蓄水储能发电机的水通过排水回路排出。6.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述风光储能系统的蓄电池还用于在严重事故工况时、现有应急电源处于无效工作状态下向核电厂直流电源系统提供直流电源；现有应急电源包括柴油发电机，蓄电池组和厂外电源，现有应急电源的检测单元用于对所述柴油发电机、蓄电池组和厂外电源进行检测，在严重事故工况时、并且所述柴油发电机、蓄电池组和厂外电源都失去供电时，向所述控制器发送检测信号，通过所述控制器启动蓄水储能系统的发电。7.根据权利要求4所述系统，其特征在于，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庚，宋树林，张航，冯庆冬，孙佳梁，张清良，宋鹏飞，孙辉，赵禹，陈小伟，
申请(专利权)人：深圳中广核工程设计有限公司，中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44